DE2848380B1 - Relaisventil fuer Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Relaisventil der eingangs beschriebenen Art so weiterzubilden, daß Funktion und Einwirkung der beiden Federn sauber voneinander getrennt sind, so daß die eine Feder dem Einlaßventil und die andere Feder (Schließfeder) dem Auslaßventil zugeordnet ist, so daß vor allen Dingen die Möglichkeit besteht, die Kraft der Schließfeder unabhängig von der Kraft der Feder, mit der der Doppelventilkörper aufgehängt ist, wählen zu können. Dann ist es auf jeden Fall möglich, das Auslaßventil über die Schließfeder verläßlich zu beaufschlagen, so daß die Gefahr des schleichenden Druckluftverlustes beseitigt ist.
• Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das andere Federauflager der Schließfeder für das Auslaßventil an dem Doppelventilkörper vorgesehen ist. Das andere Federauflager ist damit nicht mehr an dem Gehäuse angeordnet, sondern an dem Doppelventilkörper. Die Schließfeder fesselt jetzt nur noch den Doppelventilkörper und den Steuerkolben, so daß sich die Kräfte der beiden Federn nicht wirkungsmäßig überlagern oder beeinträchtigen können. Insbesondere ergibt sich die Möglichkeit, die Kraft der Schließfeder größer zu wählen als die Kraft der Feder, mit der der Doppelventilkörper aufgehängt ist. Es ist also einerseits eine kleine Ansprechstufe möglich. Andererseits wird ein laufender Luftverlust über das Auslaßventil vermieden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist in einer verbesserten Ansprechstufe und in einer verbesserten Kennlinie des Relaisventils zu schein. Es wird fast die ideale Kennlinie erreicht. Toleranzen die durch die Herstellung der Federn bedingt sind. können sich hinsichtlich der Wirkung nicht mehr aufaddierer.
• Es ist möglich. in dem hohl aufgebildeten Schaft des Steuerkolbens eine Spindel vorzusehen, die in den hohl ausgehildet.n rioppelverltilkörper hhßeinreicht und diesen krahschlüssig mit dem Steuerkolben verbindet, wcbei l" meSe Verbindung die Schließfeder flir das Auslaßven 1 eitigeschaltet ist. Selbstverständlich ist ausreichend ziel bzw. Freiraum zwischen der Splndel und decyl hohlen Schaft des Stel:erkolbens und dem hohlta Doppelventilköper vorgeschen wie dies für eine entsprehende Euftführung erforderlich ist. Die Spindel bretet die Möglichkeit bei einer als Druckfeder ausgebildeten Scliließfeder diese .ljcherl der Spindel und delll Stenrkoben oder aber zwitchen der Spindel und dem DoppeiventiiLirper vorzuschen Es ist aber auch möglich, die Sehließfeder als Zugfeder auszubilden und. einfach zvri5chen den teuerkolbn und den Doppelventilkörper oder entsprechende zusätzliche Teile einzuhängen. Die Schließfeder kann auch als Gummifeder ausgebildet werden.
• Die Erfindung wird anhand mehrerer Ausführungsbeispiele im folgenden weiter beschrieben. Es zeigt Fig. 1 einen Querschnitt durch ein Relaisventil in einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 einen Querschnitt durch ein Re:aisventil in einer zweiten Ausführungsform mit doppelter Entlüftung, Fig.3 einen Querschnitt durch ein Relaisventil in einer dritten Ausführungsform und Fig.4 einen Querschnitt durch ein Relaisventil in einer vierten Ausführungsform, wiederum mit doppelter Entlüftung.
• Das Relaisventil nach Fig. 1 besitzt ein Gehäuse 1, welches zweckmäßig mehrteilig ausgebildet ist und einen Zylinder 2 aufweist, in dem ein Steuerkolben 3 dichtend und gleitend geführt ist. Der Steuerkolben 3 besitzt einen hohlen Schaft 4, der auf der einen Seite eine Dichtung 5 und auf der anderen Seite einen Rand 6 aufweist.
• Der Steuerkolben 3 ist zwischen einer Steuerkammer 7 und einer Wiegekammer 8 angeordnet. Auf der Seite der Steuerkammer 7 besitzt der Steuerkolben 3 eine Wirkfläche 9, die als Kreisringfläche ausgebildet ist und von der äußeren Kolbendichtung und der Dichtung 5 begrenzt wird. Die Steuerkammer 7 ist über einen Anschluß 10 mit einer nicht dargestellten Steuerleitung und einem entsprechenden Steuerventil verbunden, so daß hierüber die Ansteuerung des Relaisventils erfolgen kann. Der Steuerkolben 3 weist auf der Seite der Wiegekammer 8 ebenfalls eine Wirkfläche 11 auf, die gleich groß wie die Wirkfläche 9 oder wenigstens etwa gleich groß ausgebildet ist und durch die dichtende Führung des Doppelventilkörpers im Gehäuse begrenzt wird.
• Steuerkammer 7 und Wiegekammer 8 sind über eine kalibrierte Bohrung 12 in dauernder Verbindung. Es versteht sich, daß auch mehrere Bohrungen vorgesehen sein können, die den Steuerkolben 3 durchsetzen. Im allgemeinen empfiehlt es sich, diese Bohrungen 12 zusätzlich anzuordnen und den Steuerkolben auf seinem äußeren Umfang mit einer Dichtung zu versehen, anstelle diese Dichtung wegzulassei: weil dann die Kalibrierung eines soichen 'Jberströmspaltes kaum eingehalten werden kann.
• Die Wiegekammer 8 hlt über einen Anschluß 13 verbindung zu den Bremszylindern.
• In dem Gehäuse list weiterhin ein Doppelventilkör per 14 mit Hilfe einer Feder 15 aufgehängt. Der Doppelventilkörper 14 bildet mit einem eingezogenen Gehäuserand 16 ein Einlaßventil 14, 16 und mit dem Rand 6 des Schaftes 4 des Steuerkolbens 3 on Auslaßventil 14, 6. Um den Doppelventilkörper 14 i.erum ist eine Vorrltsk mmer 17 angeordnet, die andererseits vermittels ei ier Dichtung 1g abgediet tet ist, die gleichzeitig eine aichtende Führung fü: de.1 Doppelventilkörper 14 bildet und auch die Größe der Wirkfläche 11 bestimmt. Die Vorratskammer 17 steht in dauernder Verbindung mit einem Anschluß 19. der zu einen Vorratsbehälter führt. Der Doppelventilkörper 14 ist hohl ausgebildet urd bildet mit dem hohlen Schaft 4 des Steuerkolbens 3 einen Auslaßkanal 20. der ZU einer Entlüftungsöffnung 21 führt, die über ein Flatterventil 22 geschützt ist.
• Zwischen dem Stcuel kolben 3 und dem Doppelventilkörper 14 und imlerhalb des Auslaßkanals 20 ist eine Spindel 23 vorgesehen, die kraftmäßig den Steuerkolben 3 mit dem Doppelventilkörper 14 verbindet, wobei in diese Verbindung eine Schließfeder 24 eingeschaltet ist, deren eines Federauflager 25 dem Steuerkolben 3 oder einem mit ihm verbundenen Teil zugeordnet ist, während das andere Federauflager 26 dem Doppelventilkörper 14 bzw. einem mit diesem verbundenen Teil, nämlich der Spindel 23, zugeordnet ist. Es kommt immer darauf an, die Schließfeder 24 wirkungsmäßig zwischen Steuerkolben 3 und Doppelventilkörper 14 einzuschalten, und zwar derart, daß die Schließfeder 24 einzig und eindeutig dem Auslaßventil 14, 6 zugeordnet ist, so daß durch die Kraft der Schließfeder 24 der Anpreßdruck des Auslaßventils 14, 6 allein bestimmt wird.
• Wie ersichtlich, können die beiden Federn 15 und 24 unabhängig voneinander dimensioniert und gewählt werden. Die Feder 15 ist dem Einlaßventil 14, 16 zugeordnet. Die Schließfeder 24 ist dem Auslaßventil 14, 6 zugeordnet. Es ergibt sich ohne weiteres die Möglichkeit, die Kraft der Feder 15 relativ klein und kleiner als die Kraft der Schließfeder 24 zu wählen. Dies kommt einer kleinen Ansprechstufe zugute. Andererseits tritt die Gefahr eines laufenden schleichenden Luftverlustes nicht auf.
• Die Wirkungsweise dieses Relaisventils ist folgende: Es wird eine nahezu ideale Kennlinie erreicht. F i g. 1 zeigt die Teile in drucklosem Zustand. Die Schließfeder 24 hält das Auslaßventil 14, 6 geschlossen. Die Feder 15 hält das Einlaßventil 14, 16 geschlossen. In der Vorratskammer 17 steht Vorratsluft an. Wird Steuerluft über den Anschluß 10 in die Steuerkammer 7 geleitet, dann wird der Steuerkolben 3 unter Offnen des Einlaßventiles 14, 16 nach unten bewegt, wobei das Auslaßventil 14, 6 mit weiterhin konstanter Anpreßkraft geschlossen bleibt. Über das geöffnete Einlaßventil 14, 16 strömt Vorratsluft in die Wiegekammer 8 und von dem Anschluß 13 zu den Bremszylindern. Gleichzeitig strömt auch Steuerluft von der Steuerkammer 7 über die kalibrierte Bohrung 12 in die Wiegekammer 8. Es entsteht ein Druckausgleich über die kalibrierte Bohrung 12. Bei Vollbremsung wird hierdurch der ausgesteuerte und der eingesteuerte Druck annähernd gleich geführt. In den Abschlußstellungen ist bekannterweise sowohl das Einlaßventil 14, 16 als auch das Auslaßventil 14, 6 geschlossen. Nach Beendigung der Bremsung wird zunächst die Steuerkammer 7 entlüftet, wodurch der Steuerkolben 3 über den Druck in der Wiegekammer 8 angehoben wird, so daß das Auslaßventil 14, 6 bei geschlossenem Einlaßventil 14, 16 geöffnet wird. Der Druck in der Wiegekammer 8 und damit den Bremszylindern kann weitgehend durch das geöffnete Auslaßventil 14, 6 und den Auslaßkanal 20 zu der Entlüftungsöffnung 21 und damit in die Atmosphäre ausströmen. Das Auslaßventil 14, 6 schließt durch die Anpreßkraft der Schließfeder 24. Der damit eingeschlossene Restdruck in der Wiegekammer 8 wird über die kalibrierte Bohrung 12 entlüftet. Das Ausführungsbeispiel des Relaisventils gemäß F i g. 2 ist an sich ähnlich aufgebaut wie das Ausführungsbeispiel der F i g. 1, wobei für einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen benutzt sind. Die Schließfeder 24 ist hier lediglich zwischen der Spindel 23 und dem Doppelventilkörper 14 eingeschaltet.
• Das Gehäuse besitzt zwei Entlüftungsöffnungen 21 und 21', so daß der Auslaßkanal 20 hier voll zur Wirkung kommen kann. Der Steuerkolben 3 ist durch eine Knüpfmembrane 27 abgedichtet.
• Während die Schließfedern 24 der Ausführungsbeispiele der F i g. 1 und 2 als Druckfedern ausgebildet sind, zeigen die Ausführungsbeispiele der Fig. 3 und 4 Schließfedern 24 als Zugfedern. Gemäß Fig.3 sind durchbrochene Einlagekörper 28 sowohl in dem hohlen Schaft 4 des Steuerkolbens 3 als auch dem hohlen Doppelventilkörper 14 angeordnet, die die Federauflager 25 und 26 für die Schließfeder 24 tragen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind die Federauflager 25 und 26 an Bolzen 29 gebildet, die in entsprechende Absätze an dem Steuerkolben und dem Doppelventilkörper 14 eingesetzt sind. Das Ausführungsbeispiel der Fig.4 zeigt wiederum eine doppelt angeordnete Entlüftungsöffnung 21 und 21'.
• Die Wirkungsweise der Relaisventile gemäß Fig.2 bis 4 ist analog der Wirkungsweise des Ausführungsbeispiels nach F i g. 1.

Claims (5)

1. Patentansprüche: 1. Relaisventil für Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen, mit einem in einem Gehäuse dichtend geführten und etwa gleiche Wirkflächen aufweisenden hohlen Steuerkolben, der seinen Zylinder in eine Steuerkammer und eine Wiegekammer unterteilt, die über eine kalibrierte Bohrung im Steuerkolben miteinander verbunden sind, mit einem im wesentlichen druckentlastet ausgebildeten und gehäuseseitig federnd aufgehängten Doppe!-ventilkörper, der mit dem Steuerkolben ein Auslaßventil und mit einem eingezogenen Gehäuserand ein Einlaßventil bildet, und mit einer Schließteder für das Auslaßventil, deren eines Federauflager an dem Steuerkolben angeordnet ist, d a du r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß das andere Federauflager (26) der Schließfeder (24) für das Auslaßvcntil (14,6) an dem Doppelventilkörper (14) vorgesehen ist.
2. 2. Relaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekenP-zeic'.net, daß in dem hohl ausgebildeten Schaft (4) des rl,uerkolbens (3) eine Spindel (23) vorgesehen i,t, dic in den hohl ausgebildeten Doppeiventilkörper t1t, hineinreicht und diesen kraftschlüssig mit den. Steuerkolben (3! verbindet, wobei in diese 5terb;ndimg die Schließfeder (24) für das Auslaßven teil (14 1 eingeschaltet ist.
3. s. Pela.sventil nac'l Apsnruch 2, dadurch gekennzeicllne . iaß die Sch'.ießfeder (24) für das Auslaßventil (14, 6) wischen der Spindel (23) und dem Steuerkolben (3) vorgesehen ist.
4. 4. Relaisventil nach Anspruch 2. dadurch gekemzeichnet, daß die Schließfeder (24; für das Auslaßventil (14, 6) zwischen der Spindel (23) und dem Doppelventilkörper (14) vorgesehen ist.
5. 5. Reiaisventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schließfecler (24) als Zugfeder ausgebildet ist.

   Die Erfindung bezieht sich auf ein Relaisventil für Druckluftbremsanlagen von Kraftfahrzeugen. mit einem in einem Gehäuse dichtend geführten und etwa gleiche Wirkflächen aufweisenden hohlen Steuerkolben, der seinen Zylinder in eine Steuerkammer und eine Wiegekammer unterteilt, die über eine kalibrierte Bohrung im Steuerkolben miteinander verbunden sind, mit einem im wesentlichen druckentlastet ausgebildeten und gehäuseseitig federnd aufgehängten Doppelventilkörper, der mit dem Steuerkolben ein Auslaßventil und mit einem eingezogenen Gehäuserand ein Einlaßventil bildet, und mit einer Schließfeder für das Auslaßventil, deren eines Federauflager an dem Steuerkolben angeordnet ist.

   Ein derartiges Relaisventil ist aus dem DE-GM 77 01 987 bekannt. Die Steuerkammer ist als Kreisringfläche ausgebildet und wird über eine Steuerleitung beaufschlagt. Die Wiegekammer steht mit den Bremszylindern in Verbindung. Auf der anderen Seite des Einlaßventiles steht Vorratsdruck an. Durch die kalibrierte Bohrung im Steuerkolben wirkt das Relaisventil teilweise auch als durchsteuerndes Ventil. Die kalibrierte Bohrung hat im wesentlichen den Vorteil, daß einerseits die Ansprechstufe des Bremsventils verkleinert wird und andererseits bei voller Bremsdruckaussteuerung ein Ausgleich zwischen Steuerkam- mer und Wiegekammer erfolgt. Die im wesentlichen gleichgroß gestalteten Wirkflächen auf der Seite der Steuerkammer und auf der Seite der Wiegekammer verschlechtern zwar einerseits die Ansprechstufe, wirken aber andererseits bei hoher Bremsdruckaussteuerung einer Übersteuerung des ausgesteuerten Druckes entgegen. Die druckentlastete Ausbildung des Doppelventilkörpers ist insofern vorteilhaft, als das Einlaßventil nicht oder nur wenig vom Vorratsdruck zugehalten wird, so daß das Öffnen des Einlaßventils bei entsprechender Betätigung schnell und leicht durchführbar ist, was auch einer Verkleinerung der Ansprechstufe zugute kommt. Das bekannte Relaisventil weist zwei Federn auf. Über eine erste Feder ist der Doppelventilkörper gehäuseseitig aufgehängt. Eine zwelte Feder ist zwischen dem Steuerkolben und dem Gehäuse vorgesehen und wirkt als Schließfeder für das Auslaßventil, so daß in drucklosem Zustand das Auslaßventil auf jeden Fall geschlossen ist. Die Zuordnung der Wirkungen der beiden Federn zu dem Einlaßventil un i zu dem Auslaßventil ist jedoch nicht eindeutig. Die Wirkungen beider Federn überlagern sich. Aus diesem Grunde ist es erforderlich, die Kr:ifte der beiden Federn s. nr genau aufeinander abzustimmen. So muß beispiel-;weist die Kraft der Schließfeder auf jeden Fall kleiner gewählt werden als die kraft der Feder, über' die der Doppelventilkörper aufgehängt ist. Nur hierdurch ist es möglich. daß in drucklosem Zustand des Einl,iventil geschlossen gehalíen bleibt und somit cil7 laufender Oruckluftverlust \enniedcn wird. Weiterhin ist es im Sinne eines leichten Öffnens des Einlaßeiiiils vermittels einer Bewegung des Doppelventilkörpcrs gegenüber jer ihn im wesenlichen beaufschlagellelen Feder wülschenswert, dies Feder möglichst schw,lch auszubilden. Folglich muß die Sc.hließfeder noch schwächer ausgebildet sein Wie ersichtiich, besteht die (gefahr, daß Lwitterstellungen eintreten können, bei denen Luftverlust eintritt.

   Aus der DE-OS 27 03 940 ist ein Relaisventil für Druckluftzylinder bekannt, bei dem der Steuerkolben jedoch zwei unglcich große Wirkflächen aufweist. Auch hier ist eine Schließfeder vorgesehen und zwischen Steuerkolben und Gehäuse angeordnet, die der anderen Feder, über welche der Doppelventilkörper aufgehängt ist, entgegenwirkt. Die Schließfeder hält auch hier das Auslaßventil geschlossen, jedoch ist ihre Bemessung ebenfalls von der Feder abhängig, über die der Doppelventilkörper aufgehängt ist. Weiterhin ist die kalibrierte Bohrung über ein Rückschlagventil abgedeckt, welches in manchen Betriebszuständen eher hinderlich sein kann.

   Die DE-AS 16 30 544 zeigt ebenfalls bereits ein Relaisventil mit druckentlastet ausgebildetem Doppelventilkörper und mit einem Steuerkolben, dessen Wirkflächen steuerkammerseitig und wiegekammerseitig gleich groß ausgebildet sind.